多軸予見経路制御システムの研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650259
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 江上 正 神奈川大学, 工学部, 教授 (40201363)
• Keywords: 経路制御 / 予見制御 / 座標変換 / 軸伸縮変換

Research Abstract

本研究では経路制御の本質について吟味し、1軸に関する制御とは異なった観点から、目標経路の予見情報を適切に用いた多軸経路制御システムの理論を構築し、これを実システムに適用して有効性を確認することを行ってきた。汎用的に多軸経路制御に有効な予見経路制御に対する理論を構築しようとする本研究は、制御工学の中でも従来の1軸サーボ系の枠組みとは異なった新しい分野に位置づけられると思われる。
本年度はこの多軸予見経路制御に関して、すでに提案しているベクトル分解経路制御について、この手法の持つ様々な特性について検討を行った。すでにこの手法の有効性はシミュレーションおよび実験により確認しているが、その性質についてはあまり明らかではなかった。
本年度はまずベクトル分解経路制御で用いられている軸伸縮変換の性質について1軸に対して検討し、この変換を行うことにより1型の制御系を構成すれば任意目標値に対して誤差が非常に小さくなり、通常のハイゲイン制御系とは性質が異なることをシミュレーションによって示した。また2軸に対しては、任意形状の経路目標値に対しては、それが円経路に近ければ円経路に、直線経路に近ければ直線経路に変換するのが望ましく、また基準点はある範囲であればどこにとっても経路誤差はほとんど変わらないことをシミュレーションおよび実験により示した。これらの検討により本手法の有用性が高まったと考えている。
さらにこの手法を3次元の任意曲線経路の場合へも拡張して、理論的な検討も行った。並行してこの手法の実システムへの応用として、XYZテーブル、3軸のNCフライス盤などの経路制御の実験装置の整備を行い、基礎的な実験を行っている。また非ホロノミック拘束を受ける二輪移動ロボットの経路制御や力覚提示装置への応用など新たな方面への応用の準備も進めている。

Research Products

• [Publications] 佐藤誠, 江上正, 西川昌宏: "3次元ベクトル分解経路制御とその応用"第46回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. 1018. 45-46 (2002)
• [Publications] 円谷佳寛, 佐藤英樹, 江上正, 西川昌宏: "パラレル型搬送テーブルの経路制御"ロボティクス・メカトロニクス講演会2002. 2AI-GO7. (2002)
• [Publications] 円谷佳寛, 江上正: "新しい経路制御の提案とその応用"第45回自動制御連合講演会. 2AI-H3. (2002)
• [Publications] 望月光一郎, 江上正: "軸伸縮を用いた二輪移動ロボットの経路制御"第35回計測自動制御学会北海道支部学術講演会. A15. 39-40 (2003)